CN1260716C - 物镜驱动装置 - Google Patents

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Abstract

一种物镜驱动装置,包括:具有用于使光束聚焦的物镜(1)、用于保持所述物镜的透镜支架(2)、具有聚焦线圈(3a)及至少一个跟踪线圈(3b、3c)并固定在该透镜支架上的线圈基板的可动体(41);基座(6);对于基座(6),使可动体(41)向平行于物镜光轴方向的聚焦方向及垂直于聚焦方向的跟踪方向移动的支撑部(7a~7d);留有空隙且夹住线圈基板地被固定在基座上的第一和第二多极磁铁(4、5)。聚焦线圈(3a)与跟踪线圈(3b、3c)彼此平行,并且在不同平面上将分别具有扁平形状的聚焦线圈(3a)和跟踪线圈(3b、3c)的至少一部分配置为彼此重叠。实现了具有薄小的外形,且加速度灵敏度高的物镜驱动装置。

Description

物镜驱动装置
技术领域
本发明涉及向光盘状记录介质照射光束,光学地记录和再生信息的记录再生装置的物镜驱动装置。
背景技术
向光盘等的盘状记录介质(以下,简称光盘)光学地记录和/或再生信息的光盘装置具有光学头。光学头在盘的半径方向移动,向用于记录信息的规定的磁道照射光束。另外,检测光盘中反射的光束,把检测到的光转换为电信号。
光学头具有光源、把从光源出射的光束聚焦的物镜,使物镜移动,以便使光束的聚焦区域在光盘的磁道上,保持一定的聚焦状态,并且追踪磁道。具体而言,为了修正盘的面振动导致的聚焦偏移和偏心等导致的跟踪偏移,物镜在物镜的光轴方向即垂直于光盘的方向(以下称作聚焦方向)和盘的半径方向(以下称作跟踪方向)被驱动。这样,包含物镜,把驱动物镜的装置称作物镜驱动装置。
近年,光盘的高密度化和光盘装置的高传输率化不断进展。因此,以高精度对物镜进行定位控制的必要性以及从高速旋转的光盘以高传输率传输记录、再生信息的必要性正在增加。
当使光盘高速旋转时,面振动加速度和偏心加速度与转速的平方成比例增大。因此,当对于这些加速度,物镜驱动装置的物镜移动的加速度灵敏度不十分大时,物镜对于面振动、偏心的跟踪性能降低,产生控制误差。如果误差增大,则发生散焦或无法跟踪,成为使记录再生信号劣化的原因。
而伴随着对光盘装置的小型化的需求,也同时要求物镜控制装置的小型化,特别是薄型化,在限定的空间中,构成取得了充分的加速度灵敏度的物镜驱动装置变得更加困难。
下面,参照附图,说明具有薄型的构造的以往的物镜驱动装置的一个例子。图15是表示以往的物镜驱动装置的结构的分解立体图,图16是表示以往的物镜驱动装置的结构的俯视图。图17(b)是用于说明以往的物镜驱动装置中的磁铁和的聚焦线圈以及跟踪线圈的位置关系的模式的俯视图;(a)和(c)分别是从箭头U和箭头V的方向观察图17(b)侧视图。
如图15和图16所示,在以往的物镜驱动装置中,物镜1保持在中央具有通孔的透镜支架301上。在该透镜支架301的通孔的内侧,安装着大致具有五角形柱形状的聚焦线圈302。在聚焦线圈302的侧面,安装了一对串联的扁平、并且具有大致四角形状的跟踪线圈303。
两个磁铁304和305固定在基座306上,隔着空隙同时把聚焦线圈302和跟踪线圈303夹入。在基座306上固定着子支架308,在子支架308的背面固定着固定基板310。
在透镜支架102两个侧面,固定着一对转接端子板309,四条引线307a~307d的各一端通过锡焊固定在转接端子板309上,引线307a~307d的另一端通过锡焊固定在固定基板310上。
由物镜1、透镜支架301、聚焦线圈302、跟踪线圈303以及转接端子板309构成了可动体。该可动体对于基座306,通过四条引线307a~307d支撑,能在聚焦方向F和跟踪方向T移动。
引线307a~307d由铍青铜和磷青铜等的弹性金属材料组成的线材构成。聚焦线圈302的两个端子和串联的一对跟踪线圈303的两个端子分别独立通过转接端子板309、引线307a~307d电连接在固定基板310上。
另外,如图16所示,磁铁304和磁铁305配置为彼此是异极相对,跟踪方向T的外形尺寸为大致相同的J。
在这样的以往的物镜驱动装置中,被聚焦线圈302以及跟踪线圈303的磁铁304和磁铁305夹入的部分成为驱动力发生点。驱动力发生点位于可动体的大致中央,通过从该驱动力发生点错开的位置配置物镜1,能避免用于使光束向聚焦方向F反射的上升反射镜(未图示)和由磁铁304、305以及聚焦线圈302、跟踪线圈303构成的驱动部件的机械的干扰。能使物镜驱动装置变薄,能实现薄型的光学头。
下面,参照图17(a)~(c)说明该以往的物镜驱动装置的动作。
首先,就聚焦驱动加以说明。如图17(a)所示,对于聚焦线圈302,如果电流在箭头If方向流动,则相对的磁极是N极,所以在聚焦线圈302的一边,在箭头Pf的方向产生驱动力。因此,通过在聚焦线圈302中产生的驱动力Pf,透镜支架301在聚焦方向F被驱动。
下面,就跟踪驱动加以说明。如图17(c)所示,如果对于跟踪线圈303,电流在箭头It的方向流动,则因为相对的磁极是S极,所以在跟踪线圈303的一边,在箭头Pt的方向产生驱动力。因此,通过在跟踪线圈303中产生的驱动力Pt,透镜支架301在跟踪方向T被驱动。
在所述的以往的物镜驱动装置中,当提高使物镜移动的加速度性能时,存在以下的课题。
首先,在以往的物镜驱动装置中,聚焦方向的驱动力只在具有五角柱形状的聚焦线圈302中的一边产生。因此,在有助于对线圈的总长度的驱动力的产生的线圈有效长度的比率的改善中存在界限,在驱动力的产生的效率上存在问题。
另外,为了使线圈的有效长度增加,当使磁铁304和305的宽度J变长时,特别是使配置在靠近物镜1一侧的磁铁304的宽度J变宽时,就有必要减小透镜支架301的保持物镜1的部分与设置了聚焦线圈102以及跟踪线圈103的部分的连接区域301a以及301b的厚度。可是,如果减小该厚度,则驱动力的传导线路的刚性恶化。因此,物镜驱动装置的高次共振频率降低,伺服系统带宽下降,所以物镜1对于面振动、偏心的追踪性能恶化。它成为记录再生信号恶化的原因。
当使磁铁305的宽度J变宽时,磁铁105的周围存在的聚焦线圈102的旋转长度也增大,因此,无法提高线圈的有效率,在对于向聚焦线圈302外加的电压的发生加速度灵敏度的提高上存在界限。
另外,在以往的物镜驱动装置中,两个聚焦线圈303中的各只有一边对驱动力的产生有贡献。因此,在跟踪线圈303的线圈有效率的提高上存在界限,在对于向聚焦线圈302外加的电压的发生加速度灵敏度的提高上存在界限。
发明内容
本发明是为了解决这样的以往的物镜驱动装置的课题而提出的,其目的在于:提供具有小型、薄型的外形,能进一步提高加速度灵敏度,并且即使在光盘高速旋转时,也能确保良好的跟踪性能,能抑制记录再生信号的恶化的物镜驱动装置。
本发明的物镜驱动装置,包含:具有用于使光束聚焦的物镜、用于保持所述物镜的透镜支架、以及具有聚焦线圈以及至少一个跟踪线圈并且固定在透镜支架上的线圈基板的可动体;基座;对于基座,能使所述可动体向与所述物镜的光轴方向平行的聚焦方向以及垂直于所述聚焦方向的跟踪方向移动的支撑部;隔着空隙,隔着所述线圈基板,固定在基座上的第一和第二多极磁铁;其中:所述聚焦线圈和所述跟踪线圈彼此平行,并且在不同的平面上分别具有扁平形状,所述聚焦线圈和所述跟踪线圈的至少一部分配置为彼此重叠,所述聚焦线圈比所述跟踪线圈更接近所述第一多极磁铁,所述跟踪线圈比所述聚焦线圈更接近所述第二多极磁铁,所述第一多极磁铁被分割为至少在聚焦方向排列了异极,所述第二多极磁铁被分割为至少在跟踪方向排列了异极。
在理想的实施例中,所述第一多极磁铁位于所述物镜和所述线圈基板之间。
在理想的实施例中,所述第二多极磁铁包含:第一磁极区域;包围所述第一磁极区域,并且具有在跟踪方向延伸的平的底面的U字装的第二磁极区域;所述第一磁极区域和第二磁极区域被磁化为不同的极。
在理想的实施例中,所述第二多极磁铁具有通过在所述跟踪方向被分割为三列,在所述跟踪方向被分割为两行而形成的6个磁极区域;所述6个磁极区域被磁化为彼此相邻的磁极区域变为不同的极;所述6个磁极区域中,使位于中央的列,并且位于上方的行的磁极区域成为第一磁极区域。
在理想的实施例中,所述第一多极磁铁具有与所述第二多极磁铁相同的构造。
在理想的实施例中,所述第一多极磁铁具有通过在聚焦方向被分割为两行而形成的2个磁极区域,并且被磁化为变成所述2个磁极区域。
在理想的实施例中,所述线圈基板具有两个所述跟踪线圈,所述两个跟踪线圈配置在跟踪方向。
在理想的实施例中,当所述第一多极磁铁、所述第二多极磁铁、所述第一磁极区域的跟踪方向的宽度分别为M、N和L时,满足L<M<N的关系。
在理想的实施例中,所述第二多极磁铁具有在聚焦方向以大致相等宽度被分割为两行,在跟踪方向以大致1∶2∶1的宽度分割为三列而形成的六个磁极区域,所述六个磁极区域被磁化为彼此相邻的磁极区域变为不同的极;所述第一多极磁铁具有在聚焦方向以大致相等宽度被分割为两行而取得的两个磁极区域,所述两个磁极区域被磁化为彼此不同的极。
在理想的实施例中,所述第一多极磁铁和所述第二多极磁铁在聚焦方向的宽度基本相等,所述第一多极磁铁的跟踪方向的宽度比与所述第二多极磁铁的中央的磁极区域的跟踪方向的宽度基本相等。
在理想的实施例中,所述第一多极磁铁配置为与位于所述第二多极磁铁的中央列的两个磁极区域相对向。
在理想的实施例中,所述支撑部支撑所述可动体,使其能围绕垂直于所述聚焦方向以及跟踪方向的旋转轴旋转;所述线圈基板具有四个跟踪线圈;对于通过所述旋转轴与所述线圈基板相交的点的并且与所述聚焦方向平行的第一轴和与所述跟踪方向平行的第二轴,所述四个跟踪线圈配置在对称位置。
在理想的实施例中,所述对于所述第二轴,上方的两个跟踪线圈串联形成了上线圈组;对于所述第二轴,下方的两个跟踪线圈串联形成了下线圈组。
在理想的实施例中,通过把同相成分的电流对所述上线圈组和所述下线圈组通电,使所述可动体向所述跟踪方向移动;通过把彼此反相成分的电流对所述上线圈组和所述下线圈组通电,使所述可动体围绕所述旋转轴旋转。
在理想的实施例中,所述跟踪线圈的绕线轴与所述旋转轴一致。
另外,本发明的光盘装置具有:用于使光盘旋转的电机;配置为向所述光盘照射聚焦的光束的所述的光学头;用于使所述光束向所述光盘的半径方向移动的移动部件。
附图说明
图1时表示本发明的物镜驱动装置的实施例1的分解立体图。
图2(a)是图1所示的物镜驱动装置的俯视图,(b)和(c)是图1所示的物镜驱动装置中使用的线圈基板的剖视图和俯视图。
图3(b)是从上方观察图1所示的物镜驱动装置中使用的线圈基板、第一多极磁铁和第二多极磁铁的图;(a)是为了表示跟踪线圈和第二多极磁铁的位置关系,从(b)所示的箭头U方向观察线圈基板的图;(c)是为了表示聚焦线圈和第一多极磁铁的位置关系,从(b)所示的箭头V方向观察线圈基板的图。
图4是表示本发明物镜驱动装置的实施例2的分解立体图。
图5(b)是从上方观察图4所示的物镜驱动装置中使用的线圈基板、第一多极磁铁和第二多极磁铁的图;(a)是为了表示跟踪线圈和第二多极磁铁的位置关系,从(b)所示的箭头U方向观察线圈基板的图;(c)是为了表示聚焦线圈和第一多极磁铁的位置关系,从(b)所示的箭头V方向观察线圈基板的图。
图6是表示本发明的物镜驱动装置的实施例3的分解立体图。
图7是表示图6所示的物镜驱动装置的线圈结构的布线图。
图8是表示图6所示的物镜驱动装置的线圈结构和磁极的配置的透视图。
图9是表示图6所示的物镜驱动装置的径向倾斜动作时的电流方向和磁极的关系的透视图。
图10(b)表示图6所示的物镜驱动装置的线圈基板的俯视图,(a)和(c)是表示(b)的A-A线和B-B线的截面。
图11(a)和(b)分别是表示在图6所示的物镜驱动装置中,通过使可动体在聚焦方向移动的驱动电流和使可动体在跟踪方向移动的驱动电流产生的力矩的图。
图12(a)到(c)是表示在图6所示的物镜驱动装置中,对驱动电流和产生的力矩的关系的计算结果的曲线图。
图13是表示本发明的光盘装置的实施例的模式图。
图14是表示实施例2的变形例的分解立体图。
图15是表示以往的物镜驱动装置的结构的立体图。
图16是表示图5所示的以往的物镜驱动装置的俯视图。
图17(b)是表示图5所示的以往的物镜驱动装置的聚焦线圈、跟踪线圈和磁铁的俯视图;(a)和(c)是表示在(b)中,从箭头U和箭头V的方向观察的聚焦线圈以及磁铁和跟踪线圈和磁铁的侧视图。
图中:1、101-物镜;2、102-透镜支架;3、104-线圈基板;3a、105-聚焦线圈;3a1、3a2、3b1、3b2、3c1、3c2-有效线圈区域;3b、3c、106、107、108、109-跟踪线圈;4、11、13-第一多极磁铁;4a、4b-4的磁极区域;5、115-第二多极磁铁;5a、5b-5的磁极区域;6、106-基座;7a~7d、111a~111f-引线;8-子支架;9-转接端子板;41、120-可动体;10、112-固定基板;110a~110f-连接盘;113-引线支架;114-架座;121-固定部。
具体实施方式
(实施例1)
图1是表示本发明的实施例1的物镜驱动装置51的分解立体图。图2(a)是物镜驱动装置51的俯视图。在这些图中,F表示聚焦方向,T表示跟踪方向。另外,K表示垂直于聚焦方向F以及跟踪方向T的方向,这些聚焦方向F、跟踪方向T以及方向K分别与三维正交坐标的各坐标轴的方向一致。下面,把包含聚焦方向F和跟踪方向T的面、包含跟踪方向T和方向K的面、包含聚焦方向F和方向K的面分别称作F-T平面、T-K平面以及K-F平面。
物镜驱动装置51具有:由成形树脂等构成的透镜支架2、物镜1、线圈基板3、第一多极磁铁4、第二多极磁铁5和基座6。
物镜1被与T-K平面平行地保持在透镜支架2上。因此,物镜1的光轴与聚焦方向F一致。透镜支架2具有与保持物镜1的部分相邻,沿着聚焦方向F贯通的大致长方形的孔2h。线圈基板3的一部分插入孔2h中,安装在透镜支架2的大致中央。线圈基板3与垂直于物镜1的方向即T-F平面平行。
图2(b)表示线圈基板3的T剖视图。如图2(b)所示,线圈基板3包含第一层3’和第二层3”,在第一层3’和第二层3”上分别设置有聚焦线圈3a以及跟踪线圈3b、3c,以与线圈基板3垂直的方向即方向K为轴,与线圈基板3面平行缠绕,并且具有扁平的形状。跟踪线圈3b和跟踪线圈3c串联。如图1所示,聚焦线圈3a配置在靠近物镜1一侧,跟踪线圈3b、3c配置在远离物镜1的一侧。
图2(c)是从物镜1一侧观察线圈基板3的俯视图。如图2(c)所示,聚焦线圈3a与跟踪线圈3b、3c层叠在与聚焦方向F以及跟踪方向T垂直的方向K上,在F-T平面中重叠配置在线圈基板3上。另外,聚焦线圈3a具有在跟踪方向比聚焦方向还长的椭圆形状、或者矩形形状。而跟踪线圈3b、3c具有在跟踪方向和聚焦方向上基本等长的矩形形状。
在本实施例中,聚焦线圈3a、跟踪线圈3b、3c由印刷线圈构成,形成在第一层3’和第二层3”的内部。可是,聚焦线圈3a以及跟踪线圈3b、3c也可以形成在线圈基板3的表面和背面。另外,聚焦线圈3a以及跟踪线圈3b、3c由独立的绕线构成,粘贴在线圈基板3的表面和背面,或可以嵌入线圈基板3的内部。在第一层3’和第二层3”之间还可以存在其他层,第一层3’和第二层3”自身可以由多个副层构成。
如图1所示,在透镜支架2的与跟踪方向T垂直的两个侧面上分别固定着转接端子板9,通过锡焊连接着形成在线圈基板3上的聚焦线圈3a的两端端子和聚焦线圈3a的两端端子。
由物镜1、透镜支架2、线圈基板3和转接端子板9构成了可动体41。可动体41对于包含物镜11的光轴的与F-K面平行的面具有对称的形状,可动体41的中心被设定为位于该平面与线圈基板3的面的交线上。
如图1和图2(a)所示,第一多极磁铁4在同一面中具有多个磁极区域。在本实施例中,在位于物镜1一侧的第一主面4’中,具有由与T-K面平行的磁场边界面划分的磁极区域4a和磁极区域4b。例如磁极区域4a和磁极区域4b被磁化为S极和N极。这时,在第二主面4”中,与磁极区域4a和磁极区域4b对应的区域分别被磁化为N极和S极。
第二多极磁铁5也在同一面中具有多个磁极区域。在本实施例中,在位于物镜1一侧的第一主面5’,包含能组合跟踪方向T和聚焦方向F、具有平的底面的U字的磁场边界线划分的磁极区域5a和磁极区域5b。因此,磁极区域5a被具有平的底面的U字形状的磁极区域5b包围。磁极区域5a和磁极区域5b例如磁化为N极和S极。这时,在第二主面5”中,与磁极区域5a和磁极区域5b对应的区域分别被磁化为S极和N极。
把第一多极磁铁4和第二多极磁铁5固定在基座6上,使其隔着空隙把线圈基板3夹入,而且,把第一多极磁铁4配置在靠近物镜1一侧,把第二多极磁铁5配置在远离一侧。
第一多极磁铁4的磁极区域4a和第二多极磁铁5的磁极区域5a的相对的磁极面分别为S极和N极。同样,第一多极磁铁4的磁极区域4b和第二多极磁铁5磁极区域5b的一部分相对的磁极面分别为N极和S极,配置为异极相对。
图3(b)是从上观察线圈基板3、第一多极磁铁4和第二多极磁铁5的图,图3(a)是为了表示跟踪线圈3b、3c和第二多极磁铁5的位置关系,从图3(b)所示的箭头U方向观察线圈基板3的图。另外,图3(c)是为了表示聚焦线圈3a和第一多极磁铁4的位置关系,从图3(b)所示的箭头V方向观察线圈基板3的图。
聚焦线圈3a中对聚焦驱动起作用的有效线圈区域3a1与第一多极磁铁4的磁极区域4a相对,有效线圈区域3a2与第一多极磁铁4的磁极区域4b相对。
跟踪线圈3b中对跟踪驱动有贡献的有效线圈区域3b1和第二多极磁铁5的磁极区域5a相对,有效线圈区域3b2和第二多极磁铁5的磁极区域5b相对。同样,跟踪线圈3c中对跟踪驱动有贡献的有效线圈区域3c1和第二多极磁铁5的磁极区域5a相对,有效线圈区域3c2和第二多极磁铁5的磁极区域5b相对。
如图3(b)所示,第一多极磁铁4的跟踪方向T的宽度尺寸M、第二多极磁铁5的跟踪方向T的宽度尺寸N以及磁极区域5a的宽度尺寸L最好为L<M<N。
另外,在透镜支架2中,保持物镜1的部分、与安装了线圈基板3的部分连接的连接部2a和2b最好是厚壁。据此,能在可动体41中提高驱动力的传导线路的刚性。第一多极磁铁4的跟踪方向T的宽度尺寸M在连接部2a和2b为厚壁的状态下,希望为能设置第一多极磁铁4与透镜支架2不相接触的空隙的程度。
如图1所示,在连接了聚焦线圈3a的两个端子以及跟踪线圈3b、3c的两个端子的转接端子板9上,通过锡焊连接了支撑部的各两条引线7a~7d。引线7a~7d锡焊在安装在基座6上子支架8上固定的固定基板10上。
引线7a~7d由铍青铜和磷青铜等的弹性金属材料构成,使用了具有圆形、多边形、或椭圆形等的截面形状的线材或棒材。也可以使用其它形状的支撑部。引线7a~7d支撑可动体41的中心即支撑中心设定为与可动体的重心大致一致。
下面,参照图3(a)、图3(b)、图3(c)说明物镜驱动装置51的动作。
首先,说明可动体41的向聚焦方向F的驱动动作。如图3(c)所示,如果对于聚焦线圈3a,电流在箭头If的方向流动,则与有效线圈区域3a1相对的磁极区域4a为S极,与有效线圈区域3a2相对的磁极区域4b为N极,所以在聚焦线圈3a的有效线圈区域3a1、3a2中都产生箭头Pf方向的驱动力。即通过聚焦线圈3a中产生的驱动力Pf,透镜支架2在聚焦方向F被驱动。
下面,说明可动体在跟踪方向T的驱动动作。如图3(a)所示,如果对于跟踪线圈3b、3c,电流在箭头It方向流头,则与有效线圈区域3b1以及有效线圈区域3c1相对的磁极区域5a是N极,与有效线圈区域3b2以及有效线圈区域3c2相对的磁极区域5b是S极,所以在跟踪线圈3b、3c的有效线圈区域3b1、3b2、3c1、3c2中都产生了箭头方向Pt的驱动力。即通过跟踪线圈3b、3c中产生的驱动力Pt,透镜支架2跟踪方向T被驱动。
如上所述,通过把比第一多极磁铁4的宽度大第二多极磁铁5配置在远离物镜1的一侧,保持机械连接从线圈基板3到物镜1的连接部2a、2b为厚壁,能使驱动力的传导线路的刚性不劣化,能增大磁铁的容量。据此,能增加在线圈上交链的磁通量,提高加速度灵敏度。
另外,通过在靠近扩大了宽度N的第二多极磁铁5的一侧配置跟踪线圈3b、3c,在第二多极磁铁5的与跟踪线圈3b、3c对应的部分,沿着跟踪方向T,交替排列着三个不同的磁极。因此,跟踪线圈3b、3c的有效线圈区域成为3b1、3b2以及3c1、3c2,能最大限度地增加跟踪线圈3b、3c的有效线圈区域。因此,能大幅度提高跟踪线圈3b、3c的线圈有效率。
通过在靠近第一多极磁铁4的一侧配置聚焦线圈3a,在第一多极磁铁4的与聚焦线圈3a对应的部分,沿着聚焦方向排列了两个不同的磁极。因此,聚焦线圈3a的有效线圈区域成为3a1和3a2,能最大限度地增加有效线圈区域。因此,能大幅度提高线圈有效率。
如果扩大第二多极磁铁5的磁极区域5a的宽度L,则有必要增大跟踪线圈3b、3c的跟踪方向T的间隔,所以为了在允许的空间内,构成跟踪线圈3b、3c,不能使宽度L为太大的值。而如上所述,在能充分使机械连接从线圈基板3到物镜1的透镜支架2的连接部2a、2b为厚壁的范围内,能使第一多极磁铁4的宽度M比宽度L大。
这时,如图3(b)所示,从第二多极磁铁5的磁极区域5a向着第一多极磁铁4的磁极区域4a的磁通在磁极区域5a附近收敛在磁极区域5a的宽度L内,在磁极区域4a扩展到宽度M内。
因此,通过使磁极区域4a的宽度M大于宽度L,能在不扩大跟踪线圈3b、3c的间隔的前提下,使聚焦线圈3a的有效线圈区域3a1、3a2的有效长度增加,能提高聚焦线圈3a的线圈有效率。
另外,聚焦线圈3a和跟踪线圈3b、3c除了具有两个有效线圈区域3a1、3a2、3b1、3b2、3c1、3c2以外,而且,有效线圈区域3a1、3a2、3b1、3c1被第一多极磁铁4的磁极区域4a和第二多极磁铁5的磁极区域5a夹着。因此,在这些有效线圈区域中交锁磁通量增大,当然能提高聚焦方向和跟踪方向的加速度灵敏度。
另外,在线圈基板3中,扁平的聚焦线圈3a扩展的面与扁平的跟踪线圈3b、3c扩展的面不同,把这两个面大致配置为平行,使聚焦线圈3a和跟踪线圈3b、3c的至少一部分彼此在与聚焦方向以及跟踪方向垂直的方向层叠。因此,能缩小设置聚焦线圈3a和跟踪线圈3b、3c的线圈基板3的面积,能减小物镜驱动装置51全体的尺寸。
还有,划分第一多极磁铁4的磁极区域4a和磁极区域4b的磁场边界面与划分第二多极磁铁5的磁极区域5a和磁极区域5b的磁场边界线并不一定要与T面严密地平行或与跟踪方向T以及聚焦方向F平行。如果各磁极区域4a、4b、5a、5b与有效线圈区域3a1、3a2、3b1、3b2、3c1、3c2对应,就能取得上述的效果。
(实施例2)
图4是表示本发明的实施例2的物镜驱动装置52的分解立体图。在图4中,对与实施例1的物镜驱动装置51相同的构成要素采用了相同的参照符号。如图4所示,物镜驱动装置52在具有第二多极磁铁11这一点上与实施例1不同。
第二多极磁铁11具有:通过由与跟踪方向平行的线分割为两行,由与聚焦方向F平行的线分割为三列而取得四边形的磁极区域11a、11b、11c、11d、11e、11f。
相邻的磁极区域具有彼此不同的磁极。在第一主面11’中,磁极区域11a、11c、11e为S极,磁极区域11b、11d、11f为N极。第一多极磁铁4的第一主面4’的磁极区域4a和第二多极磁铁11的第一主面11’的磁极区域11b相对,彼此为异极。同样,第一多极磁铁4的第一主面4’的磁极区域4b和第二多极磁铁11的第一主面11’的磁极区域11e相对,彼此为异极。
图5(b)是从上方观察线圈基板3、第一多极磁铁4和第二多极磁铁11的图;图5(a)是为了表示跟踪线圈3b、3c和第二多极磁铁11的位置关系,从图5(b)所示的箭头U方向观察线圈基板3的图;图5(c)是为了表示聚焦线圈3a和第一多极磁铁4的位置关系,从(b)所示的箭头V方向观察线圈基板3的图。
跟踪线圈3b中对跟踪驱动有贡献的有效线圈区域3b1与第二多极磁铁11的磁极区域11b相对,有效线圈区域3b2与第二多极磁铁11的磁极区域11a相对。同样,跟踪线圈3c中对跟踪驱动有贡献的有效线圈区域3c1与第二多极磁铁11的磁极区域11b相对,有效线圈区域3c2与第二多极磁铁11的磁极区域11c相对。
第一多极磁铁4的跟踪方向T的宽度尺寸M和第二多极磁铁11的跟踪方向T的宽度尺寸N以及位于中央的列的磁极区域11b的宽度尺寸L的关系与实施例1同样,为L<M<N。
在第二多极磁铁11中,N极和S极的面积的比率是磁极区域11b、11d、11f的面积和与磁极区域11a、11c、11e的面积和的比,基本相等。因此,N极和S极的分布没有偏置,聚焦方向F的磁场强度分布的峰值在跟踪方向,变化也减小。据此,容易使向跟踪方向T的可动体41的驱动中心和支撑中心一致,能使物镜1不倾斜,容易地使可动体41向跟踪方向移动。
另外,因为N极和S极的面积的比率基本相等,所以在对磁铁磁化时的偏差小,磁场强度、磁化结构的稳定性也高。因此,能提供个体差异小、具有稳定的特性的物镜驱动装置52。
(实施例3)
图6是实施例3的物镜驱动装置53的分解立体图。本实施例的物镜驱动装置53在实施例1和2的物镜驱动装置的动作的基础上,能修正以盘的圆周方向为轴的物镜的盘半径方向的倾斜(以下,称作径向倾斜)。通过调整物镜的径向倾斜,降低照射在盘的数据面的光的聚焦区域的像差。在图中,箭头F表示聚焦方向,箭头T表示跟踪方向,箭头R表示径向倾斜方向。另外,用箭头W表示与聚焦方向F以及跟踪方向T垂直的方向。与实施例1同样,把与聚焦方向F以及跟踪方向T平行的面称作F-T面。
如图6所示,物镜驱动装置53具有物镜101、透镜支架102、线圈基板104、第一多极磁铁116和第二多极磁铁115。
例如通过固定等的方法把物镜101和线圈基板104安装在透镜支架102上,构成了可动体120。在可动体120上,设置了用于防止物镜101与未图示的盘的冲撞的透镜保护器203。
线圈基板104包含:由只配置了聚焦线圈105的层构成的第一层104a和只配置了跟踪线圈106、107、108、109的层构成的第二层104b,并且这些层被层叠。第一层104a和第二层104b例如与以往的物镜驱动装置同样,具有在薄的玻璃环氧等的基板和基板上把铜箔蚀刻为窝旋状而构成的线圈。第一层104a和第二层104b被层叠,通过在表面形成保护膜,构成了线圈基板104。在第一层104a的表面设置了成为线圈端子连接盘110a、110b、110c、110d、110e、110f。
聚焦线圈105以及跟踪线圈106、107、108、109可以设置在第一层104a和第二层104b的任意的主面上,也可以设置在第一层104a和第二层104b的内部。
另外,聚焦线圈105以及跟踪线圈106、107、108、109由独立的绕线线圈构成,可以粘贴在线圈基板104的表面和背面,或者可以嵌入线圈基板104的内部。在第一层104a和第二层104b之间还可以存在其他的层,第一层104a和第二层104b自身可以由多个副层构成。
在以往的物镜驱动装置中,当使用印刷线圈构成聚焦线圈和跟踪线圈时,聚焦线圈和跟踪线圈形成在同一面内。可是,在线圈基板104中,扁平的聚焦线圈5扩展的面与扁平的跟踪线圈106、107、108、109扩展的面不同,大致平行地配置了这两个面,使聚焦线圈5和跟踪线圈106、107、108、109的至少一部分在与聚焦方向以及跟踪方向垂直的方向层叠。后面将就各线圈的连接和配置加以说明。
如图6所示,物镜驱动装置53还具有悬接线111a、111b、111c、111d、111e、111f和固定基板112、引线支架113、架座114。
悬接线111a、111b、111c、111d、111e、111f的一端由锡焊等的方法固定在线圈基板104上设置的连接盘110a、110b、110c、110d、110e、110f上。另外,用同样的方法把另一端固定在固定基板112上。固定基板112、引线支架113和架座114通过粘合剂和螺钉等的部件分别固定,作为全体构成了固定部121。第一多极磁铁116和第二多极磁铁115固定在架座114上,从可动体的线圈基板的两侧隔开一定的空隙。关于第一多极磁铁116和第二多极磁铁115,包含与线圈结构的关系,将在后面描述。
悬接线111a、111b、111c、111d、111e、111f配置为彼此大致平行,可动体120对于固定部121,能向聚焦方向F和跟踪方向T并进,并且支撑未能向径向倾斜方向R旋转。悬接线111a、111b、111c、111d、111e、111f例如由铍青铜和磷青铜等的导电性材料构成,在可动体120的弹性支撑部,同时兼做对线圈基板104的通电部的引线支架113上设置了切口部13a,例如被注入了胶状的减震材料。减震材料通过它的粘性,使通过悬接线111a、111b、111c、111d、111e、111f传来的可动体120的振动衰减。
下面,说明第一多极磁铁116和第二多极磁铁115的磁化形态。如图6所示,第一多极磁铁116配置为比跟踪线圈106、107、108、109更接近聚焦线圈105,第二多极磁铁115配置为比聚焦线圈105更接近跟踪线圈106、107、108、109。
第二多极磁铁115通过与跟踪方向T垂直,与聚焦方向F平行的两个面,在跟踪方向T,以大约1∶2∶1的宽度,被分割为三列。另外,通过与聚焦方向F垂直,与跟踪方向T平行的面,在聚焦方向F,以大约1∶1的宽度分割为两列。第二多极磁铁115的磁通通向与线圈基板104垂直的方向(箭头W方向)。如果相邻的分割区域被轮番磁化为N极和S极,极性例如如图6所示。
第一多极磁铁116在聚焦方向F的高度与第二多极磁铁115的此高度相等,在跟踪方向T的宽度与第二多极磁铁115的中央的列的磁化区域的宽度基本相等。另外,第一多极磁铁116通过与聚焦方向F垂直,与跟踪方向T平行的面,在聚焦方向F,以大约1∶1的宽度分割为二。分割的磁极区域的极性被决定为与第二多极磁铁115成为对极关系。具体而言,对于第二多极磁铁115的N极,磁化为使第一多极磁铁116的S极相对,构成使更多的磁通贯穿在第一多极磁铁116和第二多极磁铁115之间配置的线圈基板104的磁路。
之所以把第二多极磁铁115和第一多极磁铁116分割为具有所述的宽度的区域,进行多极磁化,是为了防止装置的小型化导致的驱动灵敏度下降。具体而言,之所以关于聚焦方向F进行等分割,是因为笔记本个人电脑用途等的薄型光盘装置的聚焦方向的尺寸的限制十分严格。一般,如果磁铁在小面积中进行多极磁化,就无法取得平行磁场,最大磁通密度下降。因此,希望尽可能使磁化分割数小,并且磁化宽度尽可能大。在本实施例中,通过在聚焦方向把第一多极磁铁116和第二多极磁铁115大致等分,把磁通密度的下降限制在最小限度。
之所以用大约1∶2∶1的比例,在跟踪方向3分割第二多极磁铁115,是为了向后面描述的跟踪线圈的有效线圈区域的全体供给磁通。通过使中央的磁化区域为两侧的约2倍的宽度,能增加对跟踪线圈和聚焦线圈有用的磁通,能使跟踪方向的驱动灵敏度和聚焦方向的驱动灵敏度最大化。
当把第二多极磁铁115的中央的磁化区域比上述的比例扩大了时,与中央的磁化区域提供的磁通增加的比率相比,两侧的磁化区域提供的磁通减少的比率大。因此,无法充分取得跟踪方向的驱动所必要的磁通,跟踪方向的驱动效率下降。另外,当把第二多极磁铁115的中央的磁化区域比上述的比例减小了时,中央的磁化区域提供的磁通变得不充分,聚焦方向的驱动效率下降。因此,当用大约1∶2∶1的比例,在跟踪方向把第二多极磁铁115分割为三时,效率最高。可是,根据线圈结构的配置和磁铁的尺寸限制条件,最佳的分割比率会稍微变动,所以严格来讲,分割比1∶2∶1并不一定是最佳。
还有,在薄型的光盘装置中,因为物镜1附近的尺寸限制也是严格的,所以把两个磁铁中在跟踪方向的宽度更小的第一多极磁铁116配置在物镜1一侧,把第二多极磁铁115配置在远离物镜一侧。据此,如实施例1和2所述,在透镜支架102中,能使保持物镜101的部分与保持线圈基板104的部分的连接部分为厚壁,能提高透镜支架102的刚性。另外,因为第二多极磁铁115主要向跟踪方向供给用于驱动的磁通,所以能使第二多极磁铁115更接近跟踪线圈106、107、108、109。
图7是表示线圈基板104的聚焦线圈105和跟踪线圈106、107、108、109的连接关系的布线图。在图7中,白色圆形标记是线圈的连接端子,与图6的连接盘110a~110f分别对应。在图6中,以连接盘110a、110c、110d、110f为顶点的长方形的中心与悬接线111a、111b、111c、111d、111e、111f支撑可动体120的点的中心即支撑中心点O一致。在图中,表示了两处支撑中心点O,但是因为第一层104a和第二层104b彼此粘贴在一起,所以他们表示同一点。支撑中心点O是可动体120的与聚焦方向以及跟踪方向垂直的旋转轴与线圈基板104的交点。
聚焦线圈105以支撑中心点O为中心,对称地配置在线圈基板104上。另外,聚焦线圈105以与箭头W平行的线为绕线轴,在跟踪方向T长,在与F-T面平行的面中具有扁平的形状。如果在连接盘110e和连接盘110b之间外加规定的电压,则布线连接为电流流向图6的线圈基板104a上所示的箭头方向。通过流入聚焦线圈105的电流和第二多极磁铁115以及第一多极磁铁116的空隙中产生的磁通的相互作用即遵循弗来明定则的电磁力,构成向聚焦方向F驱动的聚焦驱动部。
跟踪线圈106、107、108、109具有与聚焦线圈105同样的绕线轴,在F-T面平行的面中具有扁平的形状。如图6所示,关于通过支撑中心点O的聚焦方向F的轴和跟踪方向T的轴配置为轴对称。这四个跟踪线圈中,跟踪线圈106和跟踪线圈107成对,构成上线圈组,跟踪线圈108和跟踪线圈109成对,构成下线圈组。
具体而言,如图7所示,跟踪线圈106和跟踪线圈107串联,如果在连接盘110d和连接盘110a之间外加规定的电压,则布线连接为电流流向图6的线圈基板104上所示的箭头方向。跟踪线圈108和跟踪线圈109也同样串联,如果在连接盘110f和连接盘110c之间外加规定的电压,则布线连接为电流流向图6所示的线圈基板104上的箭头方向。
上线圈组通过悬接线111d和111a,下线圈组通过悬接线111f和111c,电流能分别流入其中。与聚焦驱动部时同样,流向上线圈组和下线圈组的电流和第一多极磁铁116以及第二多极磁铁115的空隙中产生的磁通的相互作用即遵循弗来明定则的电磁力,构成了跟踪驱动部和径向倾斜驱动部。
下面,说明物镜驱动装置53的动作。图8是表示物镜驱动装置53的线圈结构和磁极的配置的透视图。在图中,从与线圈基板104垂直的方向(图6的箭头W方向)重叠透视线圈基板104和第一多极磁铁116以及第二多极磁铁115。
在图8中,箭头F、箭头T和点O分别与图6中的聚焦方向F、跟踪方向T以及可动体的支撑中心点O对应。双点划线MB1和双点划线MB2是第二多极磁铁115的跟踪方向T的磁场边界线,双点划线MB3是第一多极磁铁116以及第二多极磁铁115的聚焦方向F的磁场边界线。
为了简化说明,以磁场边界线MB3为边界,在聚焦方向F分割聚焦线圈105,划分为区域105a和区域105b,说明动作。首先,如果在连接盘110e和连接盘110b之间外加规定的电压,则聚焦驱动电流If流动。在第一多极磁铁116和第二多极磁铁115的空隙中产生的磁通在位于比双点划线MB3靠上方的区域107a中,对纸面垂直,并且向着跟前方向(与图6的箭头W相反的方向),在位于比双点划线MB3靠下方的区域107b中,对纸面垂直,并且向着向里的方向(图6的箭头W方向)。因此,如果注意电流的方向和磁通的方向,应用弗来明定则,则在区域107a和区域107b中,都是同一方向的电磁力Ff作用于聚焦线圈105,向聚焦方向F驱动线圈基板104。结果,通过透镜支架102与线圈基板104以及物镜101成为一体的可动体120向聚焦方向移动。如果使电流If的方向为反向,则能提供与反向的电磁力Ff反向的电磁力。据此,实现聚焦动作。
下面,对由磁场边界线MB1和MB2划分的各区域,说明以支撑中心点O为中心,轴对称配置的跟踪线圈106、107、108、109的动作。跟踪线圈106由磁场边界线MB1划分为区域106a和区域106b。跟踪线圈107、108、109也分别同样被划分为在参照符号上添加了尾标a和尾标b而表示的区域。添加了尾标a的区域106a、区域107a、区域108a和区域109a中,磁通垂直于纸面并且向着跟前的方向(与图6的箭头W相反的方向),添加了尾标b的区域106b、区域107b、区域108b和区域109b中,磁通垂直于纸面并且向着往里的方向(图6的箭头W方向)。
如果在连接盘110d和连接盘110a之间外加规定的电压,则电流It1流向在形成上线圈组的串联的跟踪线圈106和跟踪线圈107。与聚焦线圈105同样,如果对上线圈组应用弗来明定则,则对于跟踪线圈106和跟踪线圈107,在跟踪方向T,作用电磁力Ft1。
与上线圈组同样,如果在连接盘110f和连接盘110c之间外加规定的电压,则电流It2流向在形成下线圈组的串联的跟踪线圈108和跟踪线圈109,对于跟踪线圈108和跟踪线圈109,在跟踪方向T,作用电磁力Ft2。因此,通过电磁力Ft1和电磁力Ft2的合力,使物镜1向着跟踪方向T,与可动体120一起移动。如果使电流It1和电流It2的方向在同相下相反,则相反的力作用于各跟踪线圈。据此,实现跟踪动作。
下面,说明径向倾斜动作。图9是表示物镜驱动装置53的径向倾斜动作时的电流方向和磁极的关系的图。在图9中,不表示聚焦线圈105。与图8所示的跟踪动作不同,在径向倾斜动作中,使形成下线圈组的跟踪线圈108和跟踪线圈109的电流的方向颠倒,外加与上线圈组反相的电流。
因为形成上线圈组的串联的跟踪线圈106和跟踪线圈107的电流It2与图8相同,所以作用于上线圈组的电磁力Ft1也向跟踪方向T作用。而形成下线圈组的串联的跟踪线圈108和跟踪线圈109的电流It2与图8反向,所以在下线圈组中,电磁力Ft2向与跟踪方向T相反的方向作用。因此,通过电磁力Ft1和电磁力Ft2的合力,以支撑中心点O为中心,在箭头M的方向产生力矩。另外,如果使跟踪驱动电流It1和跟踪驱动电流It2的驱动电流的方向以彼此反相的状态下反向,则力矩作用于与箭头M相反的方向。通过使流入上线圈组和下线圈组的电流彼此反相,能使物镜101在径向倾斜方向旋转。据此,实现径向倾斜动作。
综上所述,当向上线圈组和下线圈组通同相的电流时,能使可动体120向跟踪方向T前进;当向上线圈组和下线圈组通彼此反相的电流时,能使可动体120向径向倾斜方向旋转。
下面,说明物镜驱动装置53是小型的,并且在使可动体120向聚焦方向和跟踪方向移动时,很少发生静态径向倾斜的情况。
首先,说明通过第一多极磁铁116和第二多极磁铁115形成的磁通强度分布,然后说明使只由聚焦驱动电流而产生的力矩和只由跟踪驱动电流而产生的力矩抵消、降低静态径向倾斜的发生量的作用。
图10(b)是从垂直于线圈基板104的方向(图6的箭头W方向)重叠透视线圈基板104、第一多极磁铁116和第二多极磁铁115的俯视图。图10(a)和(c)分别表示物镜驱动装置53的图10(b)所示的A-A线和B-B线的截面。
在这些图中,表示了线圈基板104、架座114、第一多极磁铁116、第二多极磁铁115、悬接线111a、111b、111c、111d、111e、111f。架座114包含通过把其一部分折弯而形成的后架114a和114b,实现由第一多极磁铁116和第二多极磁铁115形成的磁路的一部分。另外,第一多极磁铁116和第二多极磁铁115的各自的两个主面的极性用文字N和文字S表示。
在图10(a)和(c)中,粗实线H1和H2分别表示贯穿线圈基板104的磁场强度。如这些图所示,在A-A线截面和B-B线截面的磁场强度分布不一样。第一多极磁铁116和第二多极磁铁115的中央的磁化区域供给的磁通与两侧的磁化区域供给的磁通相比,大到约2倍左右。
可是,从图10(a)可知,磁场强度以B-B线截面为对称面,分布在对象上,另外,如图10(c)所示,以B-B线截面的点O为中心,磁场强度分布为点对称。因此,当使可动体120只向聚焦方向驱动,并且不向跟踪方向驱动时,由于磁场的对称性和聚焦线圈的对称性,基本不产生静态的径向倾斜。另外,当使可动体120只向跟踪方向驱动,并且不向聚焦方向驱动时,则同样由于磁场的对称性和跟踪线圈的对称性,基本不产生静态的径向倾斜。
下面,参照图11(a)和(b),说明向聚焦方向和跟踪方向同时驱动可动体120时的静态的径向倾斜的降低效果。图11(a)和图11(b)是模式地表示在物镜驱动装置53中,由用于使可动体120向聚焦方向移动的电流和用于使可动体120向跟踪方向移动的电流产生的力矩。
在图11(a)和(b)中,从垂直于线圈基板104的方向(图6的箭头W方向)重叠透视线圈基板104、第一多极磁铁116和第二多极磁铁115。如图11(a)和(b)所示,以第一多极磁铁116和第二多极磁铁115为基准,线圈基板104向聚焦方向F和跟踪方向T移动,支撑中心点O从磁铁的中心MC向箭头E方向移动。
图11(a)是着眼于聚焦线圈105的位置和由流向它的电流产生的电磁力的图,图11(b)是着眼于跟踪线圈106、107、108、109的位置和由流向它的电流产生的电磁力的图。在这些图中,着眼于在磁场强度分布变为最大的点Nmax和点Smax产生的力,说明动作的概要。
图11(a)所示的点Nmax和点Smax,在聚焦线圈105上,作用由流向聚焦线圈105的电流If的方向和大小以及磁通密度和方向决定的力F1和力F2。基于电流If的围绕支撑中心点O的力矩Mf是力F1的旋转成分S1和半径r1的积、力F2的旋转成分S2和半径r2的积相加的值。具体而言,Mf=S1×r1+S2×r2。如图11(a)所示,力矩Mf向着纸面,作用于右旋方向(图6的箭头R方向)。
在图11(b)所示的点Nmax和点Smax,在跟踪线圈106、107、108、109上,作用由流向跟踪线圈106、107、108、109的电流It1、电流It2的方向和大小以及磁通密度和方向决定的力F3和力F4。基于电流It1和电流It2的围绕支撑中心点O的力矩Mt是力F3的旋转成分S3和半径r3的积、力F4的旋转成分S4和半径r4的积相加的值。具体而言,Mf=S3 ×r3+S4×r4。在图11(b)中,如果比较力矩S3×r3和力矩S4×r4的大小,则力矩Mt向着纸面,作用于左旋方向(与图6的箭头R相反的方向)。这是因为在图11(b)中,旋转成分S3和旋转成分S4基本相等,而半径r4比半径r3大。
这样,由使可动体120在聚焦方向移动的驱动电流If产生的力矩Mf和使可动体120在跟踪方向移动的驱动电流It1和It2产生的力矩Mt彼此作用于反向。只由聚焦驱动电流产生的力矩和只有跟踪电流产生的力矩抵消,结果降低了静态的径向倾斜发生量。因此,在物镜驱动装置中,即使同时向聚焦方向和跟踪方向移动可动体120时,静态的径向倾斜发生量也小。
以上参照图11(a)和(b)说明的动作是基于着眼于磁场强度大的成分的粗略近似的。具体而言,对各微小区域计算通过流入线圈结构的电流和磁场强度而产生的电磁力,如果把围绕支撑中心点O的力矩通过积分算出,则静态径向倾斜的降低的效果变得更明确。下面,参照曲线图说明该效果。
图12(a)到(c)是表示物镜驱动装置53中的驱动电流和产生的围绕支撑中心点O的力矩的计算结果的曲线图。这些曲线图三维地表示把悬接线的弹簧常数、磁通密度的分布以及驱动电流作为参数,设定为适当的值而求出的结果。曲线图平面的纵轴和横轴分别表示可动体的聚焦方向和跟踪方向的位置,单位是毫来。高度方向的轴规格表示力矩的大小。在图11(a)和(b)中,以对纸面左旋方向(与图6的箭头R相反的方向)的力矩为正。
图12(a)把由向聚焦方向驱动时的电流If产生的力矩Mf曲线化,图12(b)把由向跟踪方向驱动时的电流It1和电流It2产生的力矩Mt曲线化。图12(c)是把由电流If、电流It1和电流It2产生的力矩都合成,把力矩Mf和力矩Mt相加的曲线图。任意的曲线图中,浓灰色表示力矩为负值,白色表示力矩为0值或正值。
图12(a)的点P对应于图11(a)的状态,图12(b)的点Q对应于图11(b)的状态。当同时向聚焦方向和跟踪方向驱动可动体120时,点P的力矩为负,点Q的力矩为正,所以两者抵消。如果观察曲线图全体,则图12(a)的鞍型和图12(b)的鞍型为彼此符号相反的分布,在其他的聚焦位置和跟踪位置,力矩也同样被抵消。因此,如图12(c)所示,在物镜驱动装置53中,力矩被抵消,静态径向倾斜的发生量减小。
在这样的力矩的抵消效果的基础上,在物镜驱动装置53中,取得了聚焦线圈105与跟踪线圈106、107、108、109重叠而导致的其他抵消效果。具体而言,通过把聚焦线圈105与跟踪线圈106、107、108、109重叠,这些线圈公用第一多极磁铁116和第二多极磁铁115的空隙的磁通。因此,当在磁铁的磁化中产生了强弱时,该影响分别以相等的比例影响聚焦线圈105、跟踪线圈106、107、108、109。
即,当磁铁的磁化强度变化时,只由聚焦电流产生的力矩变化和只由跟踪电流产生的力矩变化变为同程度,两者的变化量抵消。本特征是因为聚焦线圈105和跟踪线圈106、107、108、109彼此重叠,利用同一磁场,并且决定磁化模式和线圈结构,使两者的力矩作用于彼此相反的方向。因此,在抑制静态径向倾斜的同时,还能抑制对于第一多极磁铁116和第二多极磁铁115的磁化的偏差的变动。
这样,根据本实施例,使具有扁平形状的聚焦线圈和具有扁平形状的跟踪线圈不在同一平面中,而是配置在不同的平面中,使彼此至少一部分重叠。因此,把具有聚焦线圈和跟踪线圈的线圈基板与以往的由配置在同一平面中的印刷线圈相比,能大幅度进行小型化,能取得小型和薄型的物镜驱动装置。
另外,通过使磁铁的磁化分割数和它的比例以及对于磁化模式的线圈结构最优化,即使磁铁是小型的,可动体的驱动效率也是好的。因此,能取得物镜的跟踪能力提高,能进行高速记录/再生的物镜驱动装置。
把跟踪线圈分割为能独立驱动的上线圈组和下线圈组的两个,在以往的跟踪驱动的基础上,还能进行径向倾斜驱动。因此,本实施例的物镜驱动装置同时具有修正物镜的径向倾斜,使光点的质量进一步稳定化的功能。
另外,本实施例的物镜驱动装置具有:把使可动体在聚焦方向移动的电流产生的力矩和使可动体在跟踪方向移动的电流产生的力矩彼此抵消的效果。因此,不但能抑制静态径向倾斜,而且,能降低径向倾斜驱动时的控制误差。因此,取得了光点的质量高、能进行稳定的信号的记录/再生的物镜驱动装置。因为物镜驱动装置的性能很难受到磁铁的磁化强度的偏差导致的影响,所以能批量生产性能的偏差小的物镜驱动装置。
所述实施例1~3的物镜驱动装置能适合于光盘装置。如图13所示,光盘装置201具有:使光盘旋转的主轴电机211和光学头202。光学头202被支撑为通过一对导轴204能移动。光盘装置201还具有:扩展电机206、导螺杆208、蜗轮209。扩展电机206的旋转通过导螺杆208、蜗轮209、小齿轮210和齿条205,使光学头202向光盘的半径方向即箭头230的方向移动。
光学头202包含:具有物镜203的物镜驱动装置220。在物镜驱动装置220中可以使用实施例1~3的物镜驱动装置中的任意一种。光学头202在内部具有光源231,通过物镜203使从光源射出的光束聚焦,在未图示的光盘的数据记录面上形成聚焦区域。
如实施例1~3所述,聚焦线圈和跟踪线圈,使物镜203向聚焦方向和跟踪方向移动。伴随着此,形成在数据记录面上的光束的聚焦区域的大小变化,或者聚焦区域在跟踪方向移动。另外,当使用实施例3的物镜驱动装置时,能控制物镜的倾斜,修正径向倾斜。
根据光盘装置201,物镜驱动装置的外形是小型、薄型的,物镜的跟踪性能高。因此,实现了即使是小型、薄型,并且记录/再生信息的速率高,也基本不会有记录再生信号的劣化的光盘装置。
还有,在所述实施例1~3中,在第一多极磁铁中,与第二多极磁铁相比,使用了磁极的数量小,外形尺寸小的。这是为了对于透镜支架,使连接保持物镜的部分和安装了线圈基板的部分的连接部为厚壁。可是,当通过适当选择构成透镜支架的材料,可以不使该连接部为厚壁时,就能增大第一多极磁铁的外形。例如,图14所示的物镜驱动装置52’代替第一多极磁铁4,具有与第二多极磁铁11相同构造的第一多极磁铁13。即物镜驱动装置52’包含:具有相同外形和构造的第一多极磁铁13和第二多极磁铁11。根据这样的物镜驱动装置52’,因为可以只准备一种多极磁铁,所以能降低物镜驱动装置52’的制造成本。在图14中,作为实施例2的物镜驱动装置的变形例,说明了使用相同的多极磁铁的例子,但是在实施例1和3的物镜驱动装置中,同样可以使第一多极磁铁与第二多极磁铁为相同的构造。
根据本发明,因为能缩小设置聚焦线圈和跟踪线圈的线圈基板的面积,所以能使物镜驱动装置的外形小并且薄。另外,即使磁铁是小型的,可动体的驱动效率也高,物镜的跟踪能力高,所以取得了能实现高速记录/再生、抑制了记录再生信号的劣化的物镜驱动装置。

Claims (17)

1.一种物镜驱动装置,包含:
具有用于使光束聚焦的物镜、用于保持所述物镜的透镜支架、以及具有聚焦线圈以及至少一个跟踪线圈并且固定在透镜支架上的线圈基板的可动体;
基座;
对于基座,能使所述可动体向与所述物镜的光轴方向平行的聚焦方向以及垂直于所述聚焦方向的跟踪方向移动的支撑部;
隔着空隙,隔着所述线圈基板,固定在基座上的第一和第二多极磁铁;
其中:所述聚焦线圈和所述跟踪线圈彼此平行,并且在不同的平面上分别具有扁平形状,所述聚焦线圈和所述跟踪线圈的至少一部分配置为彼此重叠,
所述聚焦线圈比所述跟踪线圈更接近所述第一多极磁铁,所述跟踪线圈比所述聚焦线圈更接近所述第二多极磁铁,
所述第一多极磁铁被分割为至少在聚焦方向排列了异极,所述第二多极磁铁被分割为至少在跟踪方向排列了异极。
2.根据权利要求1所述的物镜驱动装置,其特征在于:所述第一多极磁铁位于所述物镜与所述线圈基板之间。
3.根据权利要求2所述的物镜驱动装置,其特征在于:所述第二多极磁铁包含:第一磁极区域;包围所述第一磁极区域并且具有在跟踪方向延伸的平的底面的U字状的第二磁极区域;所述第一磁极区域和第二磁极区域被磁化为不同的极。
4.根据权利要求2所述的物镜驱动装置,其特征在于:所述第二多极磁铁具有通过在所述跟踪方向被分割为三列,在所述跟踪方向被分割为两行而形成的6个磁极区域;所述6个磁极区域被磁化为彼此相邻的磁极区域为不同的极;所述6个磁极区域中,使位于中央的列并且位于上方的行的磁极区域成为第一磁极区域。
5.根据权利要求3或4所述的物镜驱动装置,其特征在于:所述第一多极磁铁具有与所述第二多极磁铁相同的构造。
6.根据权利要求3或4所述的物镜驱动装置,其特征在于:所述第一多极磁铁具有通过在聚焦方向被分割为两行而形成的2个磁极区域,并且被磁化为所述2个磁极区域。
7.根据权利要求3或4所述的物镜驱动装置,其特征在于:所述线圈基板具有两个所述跟踪线圈,所述两个跟踪线圈被配置在跟踪方向。
8.根据权利要求6所述的物镜驱动装置,其特征在于:当所述第一多极磁铁、所述第二多极磁铁及所述第一磁极区域的跟踪方向的宽度分别为M、N和L时,满足L<M<N的关系。
9.根据权利要求2所述的物镜驱动装置,其特征在于:所述第二多极磁铁具有在聚焦方向以大致相等宽度被分割为两行,在跟踪方向以大致1∶2∶1的宽度分割为三列而形成的六个磁极区域,所述六个磁极区域被磁化为彼此相邻的磁极区域为不同的极;
所述第一多极磁铁具有在聚焦方向以大致相等宽度被分割为两行的两个磁极区域,所述两个磁极区域被磁化为彼此不同的极。
10.根据权利要求9所述的物镜驱动装置,其特征在于:所述第一多极磁铁和所述第二多极磁铁在聚焦方向的宽度基本相等,所述第一多极磁铁的跟踪方向的宽度与所述第二多极磁铁的中央的磁极区域的在跟踪方向上的宽度基本相等。
11.根据权利要求10所述的物镜驱动装置,其特征在于:所述第一多极磁铁被配置为与位于所述第二多极磁铁的中央列的两个磁极区域相对向。
12.根据权利要求11所述的物镜驱动装置,其特征在于:所述支撑部支撑所述可动体,使其能围绕垂直于所述聚焦方向以及跟踪方向的旋转轴旋转;
所述线圈基板具有四个跟踪线圈;
对于通过所述旋转轴与所述线圈基板相交的点的并且与所述聚焦方向平行的第一轴和与所述跟踪方向平行的第二轴,所述四个跟踪线圈被配置在对称位置。
13.根据权利要求12所述的物镜驱动装置,其特征在于:对于所述第二轴,上方的两个跟踪线圈串联形成了上线圈组;对于所述第二轴,下方的两个跟踪线圈串联形成了下线圈组。
14.根据权利要求13所述的物镜驱动装置,其特征在于:通过把同相位成分的电流对所述上线圈组和所述下线圈组通电,使所述可动体向所述跟踪方向移动;通过把彼此反相位成分的电流对所述上线圈组和所述下线圈组通电,使所述可动体围绕所述旋转轴旋转。
15.根据权利要求14所述的物镜驱动装置,其特征在于:所述跟踪线圈的绕线轴与所述旋转轴一致。
16.一种光学头,具有:权利要求1所述的物镜驱动装置和用于射出所述光束的光源。
17.一种光盘装置,具有:用于使光盘旋转的电机;配置为向所述光盘照射聚焦的光束的权利要求16所述的光学头;
用于使所述光束向所述光盘的半径方向移动的移动部件。
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